特許 6599273 溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6599273

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/04 20060101AFI20191021BHJP

   G01N 29/44 20060101ALI20191021BHJP

   G01N 29/22 20060101ALI20191021BHJP

   G01N 29/265 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/04

   G01N29/44

   G01N29/22

   G01N29/265

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-54879(P2016-54879)

(22)【出願日】2016年3月18日

(65)【公開番号】特開2017-167080(P2017-167080A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004444

【氏名又は名称】ＪＸＴＧエネルギー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(72)【発明者】

【氏名】後藤 治久

(72)【発明者】

【氏名】石井 信行

【審査官】 嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１８４０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８４０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１９８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１４７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０９０５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０６２３０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８１１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８１９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１８５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０５７６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４７２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９４６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４７５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２９／００−２９／５２

Ｇ０１Ｂ １７／００−１７／０８

Ａ６１Ｂ ８／００− ８／１５

Ｇ０１Ｍ １３／００−１３／０４５

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部材と第２部材との溶接部を検査する溶接部検査装置であって、
第１部材に衝撃を加える振動体と、
前記振動体を第１部材に接するように支持するステージと、
前記振動体の衝撃によって第１部材から第２部材に前記溶接部を介して伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第１センサと、
第１センサを保持し、且つ、第２部材に接するように前記ステージの下方に支持される第１ホルダと、
第１センサによって測定された振動強度を用いて前記溶接部の検査パラメータを演算する演算部とを備え、
第１センサは上面を解放した状態で第１ホルダに支持されていることを特徴とする溶接部検査装置。

【請求項2】

第１ホルダは、第１センサの底面を支持する第１プレートを有し、
第１プレートを介して第１センサの底面に固定された第１磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接部検査装置。

【請求項3】

前記振動体の衝撃によって第１部材から第２部材に前記溶接部を介して伝搬した衝撃波の振動強度と、前記溶接部の検査パラメータの値との相関関係を記憶した記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記記憶部に記憶されている相関関係と、第１センサによって測定された振動強度とを用いて前記溶接部の検査パラメータを演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接部検査装置。

【請求項4】

第１部材と第２部材とは隅肉溶接されており、
前記検査パラメータは前記溶接部ののど厚であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶接部検査装置。

【請求項5】

前記ステージを上下方向に移動させる上下移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接部検査装置。

【請求項6】

前記振動体の衝撃によって第１部材を伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第２センサと、
第２センサを保持し、且つ、第１部材に接するように前記ステージの下方に支持される第２ホルダとをさらに備え、
第２センサは上面を解放した状態で第２ホルダに支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶接部検査装置。

【請求項7】

第２ホルダは、第２センサの底面を支持する第２プレートを有し、
第２プレートを介して第２センサの底面に固定された第２磁石をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の溶接部検査装置。

【請求項8】

第１部材と第２部材との溶接部を自動で検査する溶接部自動検査装置であって、
請求項１に記載の溶接部検査装置と、
前記溶接部検査装置を搭載し、第１部材及び第２部材上を走行可能な走行装置と、
前記走行装置に設けられ、前記溶接部検査装置のステージを前記走行装置の進行方向と直交する幅方向に移動させる横方向移動機構と、
前記走行装置に設けられ、前記溶接部検査装置、前記横方向移動機構、及び前記走行装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記溶接部検査装置の演算部を備えることを特徴とする溶接部自動検査装置。

【請求項9】

目標位置情報を記憶した記憶部と、
前記走行装置の位置を検出する位置センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記位置センサが検出した前記走行装置の位置と、前記記憶部に記憶されている目標位置情報とに基づいて、前記走行装置を目標位置まで移動させることを特徴とする請求項８に記載の溶接部自動検査装置。

【請求項10】

前記走行装置は、
第１部材及び第２部材上を走行可能な車輪と、
前記車輪に支持された筐体と、
前記車輪を駆動させるバッテリーと、
前記筐体に対して前記車輪の高さを独立して調節可能な、独立懸架式サスペンションとを備え、
前記前記制御装置は、前記独立懸架式サスペンションを制御し、第１部材及び第２部材に対する前記筐体の水平性を維持することを特徴とする請求項８又は９に記載の溶接部自動検査装置。

【請求項11】

第１部材と第２部材との段差を検知して前記溶接部の位置を特定する段差検出センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記横方向移動機構を制御して、前記段差検出センサが特定した前記溶接部の位置が、前記振動体と第１のセンサとの間に位置付けられるように、前記ステージを前記幅方向に移動させることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の溶接部自動検査装置。

【請求項12】

第１部材、及び第２部材は、石油タンクの底板の一部を構成することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の溶接部自動検査装置。

【請求項13】

前記走行装置は、前照灯と障害物検出装置をさらに搭載することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の溶接部自動検査装置。

【請求項14】

前記振動体の衝撃によって第１部材を伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第２センサと、
第２センサを保持し、且つ、第１部材に接するように前記ステージの下方に支持される第２ホルダとをさらに備え、
第２センサは上面を解放した状態で第２ホルダに支持されていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の溶接部自動検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置に関する。具体的には、原油タンクの底板等の溶接個所の検査装置及び自動検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

原油タンクのように大型の液体貯蔵タンクの底部は、膨大な数の板材を地表に重ね、地表に面しない側から溶接することにより形成される。特許文献１には、例えば原油タンクの底板のように、板材同士を地表に重ねて隅肉溶接を行った検査対象に対して、簡易な作業で溶接部を検査するための検査装置及び検査方法が開示されている。特許文献１に記載の検査装置は、隅肉溶接された第１と第２の板材のうち、第１の板材に衝撃を加える振動体と、第１の板材と第２の板材との溶接部を介して第１の板材から第２の板材に伝搬した衝撃波の振動強度を測定するセンサと、センサによって測定された振動強度を用いて、溶接部の検査パラメータ（例えばのど厚）を演算する演算部とを備える。

【0003】

特許文献１に記載の検査装置は、テーブルと、テーブルを貫通するガイドに挿通され、テーブル面と直交する方向に移動可能な軸部材とを備える。軸部材は、自在継手を介してセンサと接続されており、自在継手とガイドの間にはバネ部材が設けられている。そして、センサは、バネ部材の弾性力により、自在継手を介して第２の板材に押圧される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１８４０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の検査装置において、センサは、自在継手を介して、センサを第２の板材に押圧するためのバネ部材と接続されていた。このため、センサで測定された振動強度を示す波形が乱れることがあった。

【0006】

また、円筒形の原油タンクの底板の直径は例えば１００ｍにも及ぶ。そして、そのような底板は、膨大な数の板材を隙間なく地表に重ね、地表に面しない側から隅肉溶接することによって形成されている。このため、板材同士の溶接部の全長は膨大であり、検査個所の数も膨大となる。特許文献１の検査装置は膨大な数の検査個所を効率よく検査するには不向きであった。

【0007】

本発明は、上述した課題を鑑み、センサで測定される振動強度を示す波形の乱れが少なく、且つ、膨大な数の検査個所を効率良く検査することが可能な、溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様に従えば、第１部材と第２部材との溶接部を検査する溶接部検査装置であって、
第１部材に衝撃を加える振動体と、
前記振動体を第１部材に接するように支持するステージと、
前記振動体の衝撃によって第１部材から第２部材に前記溶接部を介して伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第１センサと、
第１センサを保持し、且つ、第２部材に接するように前記ステージの下方に支持される第１ホルダと、
第１センサによって測定された振動強度を用いて前記溶接部の検査パラメータを演算する演算部とを備え、
第１センサは上面を解放した状態で第１ホルダに支持されていることを特徴とする溶接部検査装置が提供される。

【0009】

第１の態様において、第１ホルダは、第１センサの底面を支持する第１プレートを有してもよく、第１プレートを介して第１センサの底面に固定された第１磁石をさらに備えてもよい。

【0010】

第１の態様の溶接部検査装置は、前記振動体の衝撃によって第１部材から第２部材に前記溶接部を介して伝搬した衝撃波の振動強度と、前記溶接部の検査パラメータの値との相関関係を記憶した記憶部をさらに備えてもよく、前記演算部は、前記記憶部に記憶されている相関関係と、第１センサによって測定された振動強度とを用いて前記溶接部の検査パラメータを演算してもよい。

【0011】

第１の態様において、第１部材と第２部材とは隅肉溶接されていてもよく、前記検査パラメータは前記溶接部ののど厚であってもよい。

【0012】

第１の態様の溶接部検査装置は、前記ステージを上下方向に移動させる上下移動機構をさらに備えてもよい。

【0013】

第１の態様の溶接部検査装置は、前記振動体の衝撃によって第１部材を伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第２センサと、第２センサを保持し、且つ、第１部材に接するように前記ステージの下方に支持される第２ホルダとをさらに備えてもよく、第２センサは上面を解放した状態で第２ホルダに支持されてもよい。この場合、第２ホルダは、第２センサの底面を支持する第２プレートを有してもよく、第１の態様の溶接部検査装置は、第２プレートを介して第２センサの底面に固定された第２磁石をさらに備えてもよい。

【0014】

本発明の第２の態様に従えば、第１部材と第２部材との溶接部を自動で検査する溶接部自動検査装置であって、
第１の態様の溶接部検査装置と、
前記溶接部検査装置を搭載し、第１部材及び第２部材上を走行可能な走行装置と、
前記走行装置に設けられ、前記溶接部検査装置のステージを、前記走行装置の進行方向と直交する幅方向に移動させる横方向移動機構と、
前記走行装置に設けられ、前記溶接部検査装置、前記横方向移動機構、及び前記走行装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記溶接部検査装置の演算部を備えることを特徴とする溶接部自動検査装置が提供される。

【0015】

第２の態様の溶接部自動検査装置は、目標位置情報を記憶した記憶部と、前記走行装置の位置を検出する位置センサとをさらに備えてもよく、 前記制御装置は、前記位置センサが検出した前記走行装置の位置と、前記記憶部に記憶されている目標位置情報とに基づいて、前記走行装置を目標位置まで移動させてもよい。

【0016】

第２の態様において、前記走行装置は、第１部材及び第２部材上を走行可能な車輪と、前記車輪に支持された筐体と、前記車輪を駆動させるバッテリーと、前記筐体に対して前記車輪の高さを独立して調節可能な、独立懸架式サスペンションとを備えてもよく、前記前記制御装置は、前記独立懸架式サスペンションを制御し、第１部材及び第２部材に対する前記筐体の水平性を維持してもよい。

【0017】

第２の態様の溶接部自動検査装置は、第１部材と第２部材との段差を検知して前記溶接部の位置を特定する段差検出センサをさらに備えてもよく、前記制御装置は、前記横方向移動機構を制御して、前記段差検出センサが特定した前記溶接部の位置が、前記振動体と第１センサとの間に位置付けられるように、前記ステージを前記幅方向に移動させてもよい。

【0018】

第２の態様において、第１部材、及び第２部材は、石油タンクの底板の一部を構成してもよい。

【0019】

第２の態様において、前記走行装置は、前照灯と障害物検出装置をさらに搭載してもよい。

【0020】

第２の態様の溶接部自動検査装置は、前記振動体の衝撃によって第１部材を伝搬した衝撃波の振動強度を測定する第２センサと、第２センサを保持し、且つ、第１部材に接するように前記ステージの下方に支持される第２ホルダとをさらに備えてもよく、第２センサは上面を解放した状態で第２ホルダに支持されてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明の第１及び第２の態様によれば、センサで測定される振動強度を示す波形の乱れが少なく、且つ、膨大な数の検査個所を効率良く検査することが可能な、溶接部検査装置及び溶接部自動検査装置を提供される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1a】実施形態１における溶接部検査装置の構成の一例を示す概念図である。

【図1b】実施形態１における溶接部検査装置の検査部をステージの上方から見た図である。

【図1c】実施形態１におけるセンサホルダの拡大斜視図である。

【図2】実施形態１における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。

【図3】実施形態１における検査対象の一例を示す断面図である。

【図4】実施形態１における溶接部検査装置が実行する溶接部検査の主要工程を示すフローチャートである。

【図5】実施形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。

【図6】実施形態１における直流成分が除去された衝撃波プロファイルの一例を示す図である。

【図7】実施形態１における試験片の断面の例を示す図であり、（ａ）は溶接部の隅肉表面が平坦な例、（ｂ）は溶接部の隅肉表面が凹んでいる例、（ｃ）は溶接部の隅肉表面が凸に膨らんでいる例である。

【図8】実施形態１におけるピーク電圧とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。

【図9】実施形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。

【図10】振動波形を比較した図であり、（ａ）はセンサの上面が解放されていない状態でセンサを保持する従来技術における振動波形、（ｂ）は実施形態１における振動波形を示す。

【図11】実施形態１の変形例における振動体と振動センサの配置関係を示す図である。

【図12】実施形態１の変形例における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。

【図13】実施形態２の溶接部自動検査装置の概略構成の一例を示し、（ａ）は溶接部自動検査装置の斜視図、（ｂ）は溶接部自動検査装置の上面図である。

【図14】実施形態２の溶接部自動検査装置に搭載される制御装置の内部構成の一例を示す概念図である。

【図15】実施形態２の溶接部自動検査装置の制御装置が実行する溶接部自動検査の主要工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

【0024】

＜実施形態１＞
本発明の溶接部検査装置の具体例を説明する。図１ａに示されるように、溶接部検査装置１００は、検査部１５０とそれを制御する制御部１６０とを備えている。

【0025】

検査部１５０は、板材５０に衝撃を与えるための振動体１０、板材５０から板材５２に溶接部５４を介して伝搬した衝撃波の振動強度を測定する振動センサ１２（第１センサの一例）、振動センサ１２を保持するセンサホルダ１３（第１ホルダの一例）、ステージ装置９０、及びステージ装置９０を上下移動するための電動スライダ４０（上下移動機構の一例）を主に備える。

【0026】

図１ａに示すように、ステージ装置９０は、それぞれ２本の脚２３及び２４とその上部に取り付けられたステージ１４とを有し、溶接部５４により溶接された二つの板材５０，５２上に載置される。ステージ１４は、図１ｂに示すように、平面視で矩形状を有する。２本の脚２３はステージ１４の四隅のうち一組の隅部に固定されており、２本の脚２４はそれぞれ、スライダ２６を介して高さを調整可能に残りの一組の隅部に取り付けられている。２本の脚２３の先端にはそれぞれ磁石部材３２３が設けられており、その磁力により、２本の脚２３は板材５０に固定される。同様に、２本の脚２４の先端にはそれぞれ磁石部材３２４が設けられており、その磁力により、２本の脚２４は板材５２に固定される。スライダ２６は、２本の脚２４の高さを調節して、ステージ１４が板材５０及び５２と平行になるようにすることができる。

【0027】

ステージ１４のうち、２本の脚２３が設けられている側の領域には、ステージ１４を貫通する開口３０が形成され、開口３０にはガイド３１が組み込まれる。一方、ステージ１４のうち、２本の脚２４が設けられている側の領域には、ステージ１４を貫通する開口３２が形成され、開口３２にはガイド３３が組み込まれる。そして、ガイド３１，３３にはそれぞれ、軸部材１６，１８が挿通される。ガイド３１，３３としては、例えばリニアガイドを用いることができる。これにより、軸部材１６，１８をスムーズに上下方向にスライドさせることができる。或いは、スライド軸受等をガイド３１，３３として用いてもよい。或いは、ガイド３１，３３を設けず、軸部材１６が開口３０の内側面をスライドし、軸部材１８が開口３２の内側面をスライドするように構成してもよい。

【0028】

軸部材１６は、同一直線上に延在する上側の軸１６ａと下側の軸１６ｂとを有する。軸１６ａはガイド３１に挿通されている。軸１６ａの上端には、振動体１０からの衝撃等によって軸部材１６がガイド３１から抜けることを防ぐため、抜け止め部材３４が設けられている。軸１６ａと軸１６ｂは、可動部材２０により接続されている。可動部材２０は、軸１６ａに対する軸１６ｂの角度を微調整する。可動部材２０としては、例えば軸継手を用いることができる。軸１６ｂの下端には振動体１０が接続されている。振動体１０としては、例えばソレノイドを用いることができる。なお、軸部材１６は、脚２３，２４がそれぞれ板材５０，５２に固定されたとき、少なくとも振動体１０が板材５０に接触する長さを有する。

【0029】

軸部材１８は、同一直線上に延在する上側の軸１８ａと下側の軸１８ｂとを有する。軸１８ａはガイド３３に挿通されている。軸１８ａの上端には、振動体１０からの衝撃等によって軸部材１８がガイド３３から抜けることを防ぐため、抜け止め部材３６が設けられている。軸１８ａと軸１８ｂは、可動部材２２により接続されている。可動部材２２は、軸１８ａに対する軸１８ｂの角度を微調整する。可動部材２２としては、例えば軸継手を用いることができる。軸１８ｂの下端は、センサホルダ１３に接続されている。なお、軸部材１８は、脚２３，２４がそれぞれ板材５０，５２に固定されたとき、少なくともセンサホルダ１３の下端に取り付けられた後述する磁石部材３１２が板材５２に接触する長さを有する。

【0030】

図１ｃに示すように、センサホルダ１３は、円筒状であり、軸１８ｂの下端に接続される天板１３ａと、天板１３ａと対向する底板１３ｂ（第１プレートの一例）と、天板１３ａの周縁部と底板１３ｂの周縁部とを接続する側壁１３ｃとを備える。そして、天板１３ａ、底板１３ｂ、及び側壁１３ｃによって形成される空間内において、底板１３ｂの上面に振動センサ１２が載置される。側壁１３ｃは、天板１３ａが振動センサ１２の上面と接触しない高さを有する。つまり、センサホルダ１３は、振動センサ１２の上面を解放した状態で、振動センサ１２を支持する。

【0031】

振動センサ１２は、振動体１０からの衝撃を測定可能な周波数帯を有しており、例えば、１０Ｈｚ〜１５ｋＨｚの測定周波数を有する。また、振動センサ１２は、１０００ｍＶ程度の測定レンジを有するのが好ましい。

【0032】

センサホルダ１３の底板１３ｂの下面には磁石部材３１２が設けられており、センサホルダ１３は、磁石部材３１２の磁力により、板材５２に固定される。なお、振動センサ１２及び磁石部材３１２は、磁石部材３１２の下面側から挿通され磁石部材３１２及び底板１３ｂを貫通する不図示のボルトによって、底板１３ｂに対して固定されている。更に、板材５２表面には凹凸があるため、磁石部材３１２の下面に樹脂シートや柔軟性のある金属（アルミニウム等）を設けて、接触面積を増やしてもよい。

【0033】

振動体１０と振動センサ１２との中心間距離は溶接部５４の脚長よりも長ければよく、例えば、溶接部５４の脚長が１０ｍｍ程度の場合、６０ｍｍ程度に設定すればよい。

【0034】

ステージ１４の上方には、図示しない固定部材によって板材５０，５２からの高さ方向の位置が固定された電動スライダ４０と、軸部材４２とが設けられている。電動スライダ４０は、上下方向に伸縮可能なスライダシャフト４０ａを備え、スライダシャフト４０ａと軸部材４２は、可動部材４４により接続されている。可動部材４４は、スライダシャフト４０ａに対する軸部材４２の角度を微調整する。可動部材４４としては、例えば軸継手を用いることができる。軸部材４２の下端は、ステージ１４の上面に接続されている。

【0035】

振動体１０と脚２３の磁石部材３２３とが板材５０に接触し、センサホルダ１３の磁石部材３１２と脚２４の磁石部材３２４とが板材５２に接触している状態で、電動スライダ４０がスライダシャフト４０ａを収縮させることにより、ステージ１４が上方にスライドし、脚２３の磁石部材３２３と脚２４の磁石部材３２４とがそれぞれ、板材５０，５２から離れる。電動スライダ４０がスライドシャフト４０ａをさらに収縮させてステージ１４をさらに上方にスライドさせることにより、軸部材１６及び１８に設けられた抜け止め部材３４，３６の下端がそれぞれ、ガイド３１，３３の上端と接触する。この状態から電動スライダ４０がスライドシャフト４０ａをさらに収縮させてステージ１４をさらに上方にスライドさせることにより、振動体１０が板材５０から離れ、センサホルダ１３の磁石部材３１２が板材５２から離れる。

【0036】

一方、振動体１０と脚２３の磁石部材３２３とが板材５０から離れており、センサホルダ１３の磁石部材３１２と脚２４の磁石部材３２４とが板材５２から離れている状態で、電動スライダ４０がスライダシャフト４０ａを伸長させることにより、ステージ１４が下方にスライドし、振動体１０及びセンサホルダ１３の磁石部材３１２がそれぞれ、脚２３，２４よりも先に、板材５０，５２に接触する。電動スライダ４０がスライダシャフト４０ａをさらに伸長させてステージ１４をさらに下方にスライドさせることにより、脚２３の磁石部材３２３が板材５０に接触し、脚２４の磁石部材３２４が板材５２に接触する。なお、軸部材１６，１８はそれぞれ、上下方向にスライド可能にガイド３１，３３に挿通されている。このため、振動体１０及びセンサホルダ１３の磁石部材３１２がそれぞれ板材５０，５２に接触した状態で、ステージ１４をさらに下方にスライドさせることができる。

【0037】

制御部１６０は、主に、制御計算機１１０、メモリ１１１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１９、制御回路１２０、及び磁気ディスク等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１１、Ｉ／Ｆ回路１１９、制御回路１２０、及び記憶装置１４０（記憶部の一例）は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

【0038】

制御計算機１１０内には、測定部７０及びパラメータ演算部７２が配置される。測定部７０及びパラメータ演算部７２は、ソフトウェアで構成されてもよく、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機１１０に必要な入力データ或いは演算された結果は、その都度メモリ１１１に記憶される。また、測定部７０及びパラメータ演算部７２の少なくとも一つがソフトウェアで構成される場合は、ＣＰＵ或いはＧＰＵのような処理装置が配置される。

【0039】

図２に示すように、制御回路１２０は、計算器ユニット１１２、直流成分除去部１１４、アンプ１１６、及び駆動回路１１８を有している。計算器ユニット１１２は、取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、メモリ８６、及び制御部８８を含む。取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、及び制御部８８は、ソフトウェアで構成されてもよく、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。計算器ユニット１１２に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ８６に記憶される。また、取得部８０、Ｔ_０演算部８２、Ｖ_０演算部８４、及び制御部８８の少なくとも一つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵのような処理装置が配置される。

【0040】

なお、溶接部検査装置１００は、図１ａ〜図２に示した具体的な構成だけではなく、通常必要なその他の構成を備えていてもよい。

【0041】

図３に示すように、検査対象となる板材５０（第１部材の一例）と板材５２（第２部材の一例）は、地表で重ねて、例えば、板材５２の端部と板材５０の表面との間で隅肉溶接されている。板材５０，５２としては炭素鋼の板材を用いているが、これに限るものではなく、その他の溶接可能な金属材料であってもよい。また、板材５０，５２のサイズは、縦１．２ｍ×横１ｍ×厚さ９ｍｍであるが、これに限るものではなく、縦横のサイズや厚さはその他のサイズであってもよい。図３に示すように、隅肉溶接によって、板材５２と板材５０の結合部には、溶接部５４が形成される。溶接部５４ののど厚Ｌ_１を、溶接部５４の検査パラメータとして測定する。のど厚Ｌ_１とは、板材５０表面と板材５２の端部側面との交点Ｏから板材５０表面に対して４５°の角度の溶接部５４の隅肉表面までの長さを意味する。但し、のど厚の定義はこれに限るものではなく、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ_２の０．７倍の値（或いは、脚長Ｌ_２を√２で割った値）をのど厚としてもよい。また、検査パラメータとして、のど厚Ｌ_１の他に、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ_２等を用いてもよい。図３の例では、溶接部５４の脚長Ｌ_２（底辺長さ）が高さ（板材５２の厚さ）よりも長くなるように溶接しているが、これに限るものではない。溶接強度が十分であれば、溶接部５４の断面が、設計上、直角二等辺三角形の形状であってもよい。

【0042】

検査パラメータを測定するにあたり、検査対象となる板材５０，５２の上に溶接部検査装置１００の検査部１５０を配置する。まず、板材５０，５２を隅肉溶接した溶接部５４を挟んで、板材５０の表面に振動体１０を配置し、板材５２の表面に振動センサ１２を配置する。次に、振動体１０と振動センサ１２の位置に合わせて、板材５０の表面に２本の脚２３を載せ、板材５０に重ねられたことで高さが高くなった板材５２の表面に２本の脚２４を載せる。そして、スライダ２６により２本の脚２４の高さを調整することで、テーブル１４をできるだけ水平に配置する。振動体１０と振動センサ１２は、溶接部５４の溶接線に対して、直交する方向に配置する。溶接部５４の溶接線に対して、振動体１０と振動センサ１２を略線対称の位置に配置するのがより好ましい。実施形態１では、軸１６ａ，１６ｂは可動部材２０によって繋がれている。このため、軸１６ａが挿通されているステージ１４が水平状態からずれても、軸１６ａに対する軸１６ｂの角度を微調整することにより、板材５０との接触面積が広くなるように振動体１０を設置できる。言い換えれば、振動体１０を水平に設置できる。よって、加える衝撃値のムラ（誤差）を抑制できる。同様に、軸１８ａ，１８ｂは可動部材２２によって繋がれている。このため、軸１８ａが挿通されているテーブル１４が水平状態からずれても、軸１８ａに対する軸１８ｂの角度を微調整することにより、板材５２との接触面積が広くなるように振動センサ１２を設置できる。よって、検出する振動強度の検出誤差を低減できる。

【0043】

振動体１０及び電動スライダ４０を駆動するための電源ケーブルと振動センサ１２の測定用ケーブルは、例えばテーブル１４に設けた図示しないコネクターから制御部１６０へと接続してもよい。これにより、ケーブルを外せば、検査部１５０と制御部１６０とを別々に持ち運ぶことができる。

【0044】

なお、図１ａの例では、上側の板材５２に振動センサ１２を配置し、下側の板材５０に振動体１０を配置したが、これに限るものではなく、上側の板材５２に振動体１０を配置し、下側の板材５０に振動センサ１２を配置してもよい。

【0045】

次に、溶接部検査装置１００による検査方法について図４のフローチャートを参照しつつ説明する。 図４に示すように、溶接部検査装置１００は、コマンド送信工程（Ｓ１０２）、衝撃印加工程（Ｓ１０４）、振動強度測定工程（Ｓ１０６）、直流成分除去工程（Ｓ１０８）、衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）、及び、パラメータ演算工程（Ｓ１１６）という一連の工程を実行する。

【0046】

コマンド送信工程（Ｓ１０２）において、測定部７０は、制御回路１２０に対して、測定開始コマンドを送信する。制御回路１２０内では、計算器ユニット１１２が測定開始コマンドを入力する。そして、計算器ユニット１１２内の制御部８８は、駆動回路１１８に対して、衝撃印加を指示する信号を出力する。

【0047】

衝撃印加工程（Ｓ１０４）において、駆動回路１１８は、振動体１０を駆動して、板材５０に衝撃を加える。駆動回路１１８は、測定開始の時刻０〜Ｔ１は０Ｖとし、その後の時刻Ｔ１〜Ｔ２の間に振動体１０を駆動させるための電圧を振動体１０に印加する。衝撃は、１回加えればよい。鉄板の音速を５９５０ｍ／ｓとすると、例えば１５ｋＨｚの波長が約４０ｃｍとなり、板材５０，５２の厚さや溶接部５３断面の外径寸法に対して十分長くなる。これにより溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。よって、１回の衝撃波で十分溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。但し、これに限るものではなく、複数回の衝撃を加えてもよい。複数回の衝撃を加える場合には、１つ前の衝撃波が減衰した後に加えるのが好ましい。また、振動体１０による衝撃荷重は、振動センサ１２によって数１００ｍＶ程度の振動強度が得られる程度が好ましい。但し、これに限るものではなく、振動センサ１２の性能に応じて適宜設定してもよい。

【0048】

振動強度測定工程（Ｓ１０６）において、振動センサ１２は、板材５０への衝撃によって板材５０から溶接部５４を介して板材５２に伝搬した衝撃波の振動強度を検出（測定）する。振動センサ１２は、上述した時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の衝撃波の振動強度を検出する。これにより、時間のずれによる測定ミスを防止できる。振動センサ１２の検出結果は、アンプ１１６に出力され、増幅される。

【0049】

直流成分除去工程（Ｓ１０８）において、直流成分除去部１１４は、アンプ１１６の出力から直流成分を除去する。

【0050】

図５は、実施形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図５では、縦軸に振動強度、横軸に時間を示す。測定された衝撃波の振動強度には、バイアス成分（直流成分）が含まれている場合があり、図５の例では、衝撃波プロファイル全体が、１００ｍＶ程度シフトしている。そこで、直流成分除去部１１４は、かかる直流成分を除去して、測定開始前の振動強度の値が振れていない状態を０に調整する。また、直流成分が含まれていない場合には、直流成分除去工程（Ｓ１０８）を省略してもよい。

【0051】

衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）において、取得部８０は、直流成分除去部１１４から衝撃波プロファイルを取得する。

【0052】

図６は、直流成分が除去された衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図６において、縦軸に振動強度、横軸に時間が示される。また、図６の例では、時刻Ｔ１を時間０として、時間軸を調整している。

【0053】

ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）において、Ｔ_０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）時刻から測定された振動強度のピーク（最大値）Ａ時刻までの時間Ｔ_０を演算する。或いは、ある基準時刻からの時間を演算してもよい。ここでは、サンプリング周期で得られた、振動強度（電圧）の時系列データから、最大電圧の時刻（或いは測定開始（Ｔ１）時刻からの時間）を計算すればよい。

【0054】

ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）において、Ｖ_０演算部８４は、時間Ｔ_０に対応する、測定された振動強度のピーク電圧Ｖ_０（最大電圧）を演算する。演算されたピーク電圧Ｖ_０は、制御計算機１１０に出力される。

【0055】

パラメータ値演算工程（Ｓ１１６）において、パラメータ演算部７２は、記憶装置１４０に格納された相関データ（例えば近似式、或いは近似式の係数）を読み出し、測定された振動強度を相関データ（例えば近似式）に代入して、溶接部５３ののど厚（検査パラメータの一例）を演算する。そして、演算結果は、Ｉ／Ｆ回路１１９を介して、図示しない表示装置（例えばモニタ）へ出力される。出力されたのど厚を用いて、溶接部５３の使用可否（安全性）を判定すればよい。

【0056】

なお、上記の検査に先立ち、検査対象と同じ材料、同じ板厚、同じ板幅等で溶接部の検査パラメータ（例えば、のど厚）が異なる、図７（ａ）〜７（ｃ）に示すような試験片を複数用意し、ピーク電圧Ｖ_０と検査パラメータとの相関データを取得しておく必要がある。図７（ａ）は、板材５１ａと板材５３ａとを隅肉溶接した溶接部５５ａが直角三角形である（のど厚が設計のど厚と等しい）試験片の例を示している。図７（ｂ）は、板材５１ｂと板材５３ｂとを隅肉溶接した溶接部５５ｂの隅肉表面が凹んでいる（のど厚が設計のど厚よりも小さい）試験片の例を示している。図７（ｃ）は、板材５１ｃと板材５３ｃとを隅肉溶接した溶接部５５ｃの隅肉表面が凸に膨らんでいる（のど厚が設計のど厚よりも大きい）試験片の例を示している。図７（ａ）〜７（ｃ）に示すような、のど厚の値が異なる複数の試験片を用意して、同様の衝撃を各試験片に加え、それぞれピーク電圧Ｖ_０を測定しておく。また、設置場所（固定方法）等の条件も検査対象に合わせておく。各試験片ののど厚の値は、断面から実測すればよい。

【0057】

図８は、実施形態１におけるピーク電圧とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。図８において、縦軸は振動強度、横軸はのど厚を示している。のど厚の値が異なる複数の試験片から得られたピーク電圧Ｖ_０をプロットして、測定点を近似して近似式を演算する。図８の例では、例えば、１次比例の近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を得る。そして、かかる近似式のデータをピーク電圧Ｖ_０と検査パラメータとの相関データとして、記憶装置１４０に格納しておく。

【0058】

図９は、実施形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。例えば、振動センサ１２によるサンプリング周期が実際のピーク電圧の時刻に一致せず、ピーク電圧を検出していない場合もあり得る。この場合、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）において、Ｔ_０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）から、例えば、検出されたデータのピーク付近と想定される複数の時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１を演算する。時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１は、サンプリング周期と同期している。そして、これらの複数の時間Ｔ_ｎ−１，Ｔ_ｎ，Ｔ_ｎ＋１での振動強度をプロットして、多項式により近似する。そして、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）として、Ｖ_０演算部８４は、近似された曲線から振動強度のピーク電圧Ｖ_０（最大電圧）を演算する。これにより、実際のピーク電圧により近い電圧Ｔ_０を演算できる。

【0059】

ここで、上述した例では、ピーク電圧Ｖ_０を用いているが、これに限るものではない。例えば、図６に示す振動強度の最大値Ａと最小値Ｂの差分値（差分電圧）を用いてもよい。この場合、上述した複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、振動強度の最大値と最小値の差分電圧とのど厚との相関データを取得しておくことは言うまでもない。そして、Ｖ_０演算部８４は、ピーク電圧Ｖ_０を演算するだけでなく、最小電圧を演算し、さらに、これらの差分電圧を演算すればよい。または、時間積分を演算し、その値をピーク電圧Ｖ_０の代わりに使用してもよい。

【0060】

板材同士を地表で重ね、地表に面しない側から隅肉溶接した溶接部の検査を行う場合、超音波による検査では、溶接部の下に埋もれている、上側の板材の側面と下側の板材の表面とによって形成される角部に超音波を照射する必要があるが、そのような角部の位置を探り当てるのが困難である。また、板材は地表に敷かれているため、Ｘ線による検査も適さない。この点、上記実施形態１によれば、地表に面しない側から簡易な作業で検査を行うことができる。

【0061】

また、上述した従来技術のように、センサの上面が解放されていない場合、換言すれば、センサの上面が拘束されている場合、図１０（ａ）に示すように、センサで測定された振動強度を示す波形が乱れることがあった。この点、上記実施形態１によれば、振動センサ１２は、上面が解放された状態で、換言すれば、上面が拘束されていない状態でセンサホルダ１３に支持されている。このため、図１０（ｂ）に示すように、振動強度を示す波形の乱れを抑えることができる。

【0062】

以上、本発明の溶接部検査装置を実施形態１により説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、検査パラメータとして、上述したように溶接部の脚長を用いてもよい。この場合、溶接部の脚長が異なる複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、振動強度のピーク電圧（最大値）と溶接部の脚長との相関データを取得しておくことは言うまでもない。或いは、振動強度の最大値と最小値の差分電圧と溶接部の脚長との相関データを取得しておけばよい。

【0063】

上記実施形態１では、可動部材２０，２２，４４として軸継手を用いたが、これに限るのものではなく、例えば、自在継手を用いてもよい。また、実施形態１では、天板１３ａ、底板１３ｂ、及び側壁１３ｃから構成される円筒状のセンサホルダ１３を用いたが、振動センサ１２の上面を解放した状態で振動センサ１２を支持できるものであれば、センサホルダの形状は問わない。例えば、側壁１３ｃの代わりに、天板１３ａの周縁部と底板１３ｂの周縁部とを接続する複数本の支柱を設けてもよい。或いは、センサホルダが、底板１３ｂと、振動センサ１２の上面を解放した状態で振動センサ１２及び底板１３ｂを覆うドーム状の蓋部材とによって構成されてもよい。また、実施形態１では、センサホルダ１３の底板１３ｂの下面に、センサホルダ１３を板材５２に固定するための磁石部材３１２が直接取り付けられていたが、振動センサ１２による衝撃波の検知の妨げにならなければ、底板１３ｂと磁石部材３１２との間に、磁石部材３１２を底板１３ｂに接合するための他の部材が介在してもよい。或いは、センサホルダ１３の底板１３ｂと磁石部材３１２との間に、ガイド３３の下面と可動部材２２の上面との間にバネ部材を設け、バネ部材の弾性力によってセンサホルダ１３を板材５２側に押圧してもよい。この場合、センサホルダ１３の下面に、磁石部材３１２の代りに、例えばビニールシート等の可撓性材料からなるシート部材を設けてもよい。シート部材を設けることにより、板材５２の表面に凹凸がある場合でも、振動センサ１２と板材５２との間に隙間が残ることを防止できる。

【0064】

また、実施形態１では、板材５０から板材５２に伝搬した衝撃波の振動強度を測定する振動センサ１２のみが設けられていたが、板材５０を伝搬した衝撃波の振動強度を測定する振動センサ４１２（第２センサの一例）をさらに設けてもよい。

【0065】

具体的には、ステージ１４のうち、２本の脚２３が設けられている側の領域に、実施形態１の開口３２及びガイド３３と同様の開口及びガイドを設け、そのガイドに、実施形態１の軸部材１８と同様の軸部材を挿通させる。さらに、軸部材の上端と下端にそれぞれ、実施形態１と同様の抜け止め部材とセンサホルダ（第２ホルダの一例）を設け、センサホルダの底板（第２プレートの一例）の下面に、実施形態１と同様の磁石部材（第２磁石部材の一例）を固定する。そして、実施形態１と同様に、振動センサ４１２の上面が解放された状態で、センサホルダの底板の上面に振動センサ４１２を固定すればよい。

【0066】

この場合、例えば図１１に示すように、振動体１０と振動センサ１２とを結ぶ直線と直交する方向に延び、且つ、振動体１０を通過する直線上に振動センサ４１２が配置されるように、検査部１５０を構成すればよい。但し、これに限るものではなく、振動体１０と振動センサ１２とを結ぶ直線と、振動体１０と振動センサ４１２とを結ぶ直線とは直交していなくてもよい。また、振動体１０と振動センサ４１２との中心間距離Ｌ_４は、振動体１０と振動センサ１２との中心間距離Ｌ_３と同等であるのが望ましく、例えば溶接部５４の脚長が１０ｍｍ程度の場合、６０ｍｍ程度に設定すればよい。但し、これに限るものではなく、Ｌ_４はＬ_３と同等でなくてもよい。

【0067】

また、例えば図１２に示すように、板材５０を伝搬し振動センサ４１２によって検出された衝撃波の振動強度を処理するため、制御回路１２０は、直流成分除去回路５１４及びアンプ５１６をさらに備えてもよく、計算器ユニット１１２は、取得部５８０、Ｔ´_０演算部５８２、Ｖ´_０演算部５８４をさらに備えてもよい。そして、計算器ユニット１１２は、振動センサ１２によって検出された衝撃波の振動強度を表す信号強度と、振動センサ４１２によって検出された衝撃波の振動強度を表す信号強度との比である信号強度比ｒ（Ｖ_０／Ｖ´_０）を演算する、信号強度比演算部５８６をさらに備えてもよい。

【0068】

この場合、検査に先立ち、溶接部ののど厚が異なる複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、信号強度比ｒと溶接部ののど厚との相関データを取得しておけばよい。振動センサ１２によって測定された信号強度と振動センサ４１２によって測定された信号強度との比である信号強度比ｒを用いることで、測定される信号強度の不安定性を解消できる。

【0069】

＜実施形態２＞
次に、実施形態１の溶接部検査装置１００を利用した、実施形態２の溶接部自動検査装置６００について説明する。溶接部自動検査装置６００は、例えば、円筒形の原油タンク内で、原油タンクの底板の多数の溶接部を自動で検査するために使用される。図１３（ａ）、１３（ｂ）に示されるように、溶接部自動検査装置６００は、実施形態１の検査部１５０とそれを搭載する走行装置７００とを備えている。即ち、溶接部自動検査装置６０は、走行装置７００により原油タンク内で底板の溶接部の所定の被検査領域に移動して、検査部１５０により溶接部を検査するための装置である。

【0070】

走行装置７００は、平面視で矩形状の筐体（シャーシ）７２０と、筐体７２０を下方から支持する４つの車輪７４０と、バッテリー７６０とを備え、バッテリー７６０により筐体７２０の長さ方向に、例えば時速４〜５ｋｍ程度で走行可能に構成されている。原油タンクの底板は板材同士を重ね合わせて溶接することにより形成されているため、上に重なっている板材５２の表面の地表からの高さは、下に重なっている板材５０の表面の地表からの高さよりも高い。走行装置７００が板材５０，５２の溶接部５４を幅方向に跨ぐ場合、下に重なっている板材５０の表面に幅方向の一方側の車輪７４０が配置され、上に重なっている板材５２の表面に幅方向他方側の車輪７４０が配置される。このため、幅方向に関して車輪７４０の地表からの高さが異なり、筐体７２０の地表に対する傾きが生じる。そこで、４つの車輪７４０は、筐体７２０に対して独立して高さを調節できる独立懸架式サスペンション（不図示）を備える。これにより、地表や板材５０，５２の表面に対する筐体７２０の水平性が保持される。

【0071】

また、走行装置７００には、横方向移動機構８００、位置検出センサ８２０、段差検出センサ８４０、障害物検出センサ８６０、水平センサ８７０、前照灯８８０、及び制御装置９００等が搭載されている。溶接部自動検査装置６００は、例えば原油タンクに設けられた直径５００ｍｍ程度のマンホールを通過できる程度のサイズを有する。

【0072】

横方向移動機構８００は、筐体７２０の幅方向、即ち、進行方向に直交する横方向に沿って、検査部１５０を移動させるための機構である。横方向移動機構８００は、例えば、筐体７２０の幅方向に延在するシャフト８０２と、検査部１５０の電動スライダ４０に接続され、且つ、シャフト８０２に沿って移動可能に構成されたスライダ部材８０４と、スライダ部材８０４をシャフト８０２に沿って移動させる図示しない駆動機構とを備える。そして、シャフト８０２の両端は、筐体７２０の両側壁に同じ高さ位置に支持される。但し、横方向移動機構８００の構成はこれに限られず、例えば、筐体７２０の一方の側壁に設けられ、筐体７２０の幅方向に伸縮可能に構成された電動スライダであってもよい。この場合、電動スライダのスライダシャフトの先端に、検査部１５０の電動スライダを接続すればよい。

【0073】

位置検出センサ８２０は、走行装置７００の、石油タンクの円形の底面（二次元）における位置を検出する。段差検出センサ８４０は、板材５０，５２が重ね合わされ隅肉溶接されることによって形成された溶接部５４を検出する。段差検出センサ８４としては、例えば、筐体７２０の幅方向にレーザ光を走査させて板材５０，５２までの距離を測定するレーザ距離計を用いることができる。障害物検出センサ８６０は、走行装置７００の進行方向に存在する障害物を検出する。石油タンクの底板には通常、石油タンクの屋根を支持するための支柱が多数設けられており、底板を検査する際は、底板の上で作業員が作業している場合も考えられる。このような、走行装置７００の進行方向に存在する支柱や作業員を回避するために、障害物検出センサ８６０が搭載されている。水平センサ８７０は、走行装置７００（シャフト８０２）の水平性を検知するためのセンサである。また、通常、石油タンク内は暗いため、走行装置７００の筐体７２０には、進行方向を照らす前照灯８８０が設けられている。

【0074】

制御装置９００は、検査部１５０、横方向移動機構８００、及び走行装置７００を制御するための装置である。図１４に示すように、制御装置９００は、検査装置制御部９２０、横方向移動機構制御部９４０、走行装置制御部９６０、及び記憶部９８０を備える。検査装置制御部９２０、横方向移動機構制御部９４０、及び走行装置制御部９６０は、ソフトウェアで構成されてもよく、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。

【0075】

検査装置制御部９２０は、実施形態１の制御部１６０に相当し、実施形態１と同様に、検査部１５０、具体的には、振動体１０、振動センサ１２、及び電動スライダ４０をそれぞれ制御する。

【0076】

横方向移動機構制御部９４０は、段差検出センサ８４０からの入力に基づいて、横方向移動機構８００を制御する。走行装置制御部９６０は、記憶部９８０に予め記憶されている底板上の目標位置に関する情報と、位置検出センサ８２０が検出した走行装置７００の底板上の位置と、障害物検出センサ８６０から入力される情報に基づいて、走行装置７００を制御する。また、水平センサ８７０からの入力に基づいて、走行装置７００に取り付けられたシャフト８０２が水平になるように、車輪７４０の独立懸架サスペンションを制御する。記憶部９８０には、前述の底板上の目標位置（検査対象位置）に関する情報の他、検査対象位置毎の検査結果（パラメータの演算結果）が記憶される。底板上の目標位置は、直径１００ｍの底板を約１０ｃｍ間隔で検査する場合、およそ５００００箇所に及ぶ。

【0077】

なお、溶接部自動検査装置６００は、図１３及び１４に示した具体的な構成だけではなく、通常必要なその他の構成を備えていてもよい。

【0078】

次に、溶接部自動検査装置６００を用いた溶接部自動検査方法を、図１５のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0079】

起点設定工程（Ｓ５００）では、例えば石油タンクの底板上の起点に関する情報を、記憶部９８０に設定する。ここで、起点とは、走行装置７００が走行を開始する位置であり、例えば、走行装置７００のバッテリー７６０の充電器が設置されている位置を、起点とすることができる。

【0080】

目標位置移動工程（Ｓ５０２）において、走行装置制御部９６０は、記憶部９８０から取得した目標位置情報と、位置検出センサ８２０が検出した走行装置７００の位置情報とに基づいて、走行装置７００を目標位置まで走行させる。なお、走行装置７００の走行中に障害物検出センサ８６０が障害物を検出した場合、走行装置制御部９６０は、走行装置７００の走行を停止させるか、障害物を回避するように走行装置７００を走行させる。目標位置に到達したならば、水平センサ８７０により走行装置７００に取り付けられたシャフト８０２が水平になるように、車輪７４０の独立懸架サスペンションを制御する。

【0081】

検査装置設置工程（Ｓ５０４）において、横方向移動機構制御部９４０は、段差検出センサ８４から入力された溶接部５４の位置情報に基づいて横方向移動機構８００の駆動機構を制御し、横方向移動機構８００のスライダ部材８０４を筐体７２０の幅方向に沿って溶接部５４の上方まで移動させる。これにより、横方向移動機構８００に接続された検査部１５０を、溶接部５４の上方の適切な位置に位置付ける。具体的には、検査部１５０の振動体１０と振動センサ１２とがそれぞれ、溶接部５４を跨いで板材５０，５２と対向する位置に、検査部１５０を位置付ける。次に、検査装置制御部９２０は、電動スライダ４０を制御してステージ１４を下降させることにより、振動体１０及び振動センサ１２をそれぞれ、板材５０，５２の表面に設置する。その後、検査装置制御部９２０は、電動スライダ４０を制御してステージ１４をさらに下降させることにより、ステージ１４の脚２３，２４をそれぞれ、板材５０，５２の表面に設置する。

【0082】

溶接部検査工程（Ｓ５０６）において、検査装置制御部９２０は、実施形態１における溶接部検査工程を実行する。具体的には、図４に示すコマンド送信工程（Ｓ１０２）からパラメータ演算工程（Ｓ１１６）までの一連の工程を実施する。そしてパラメータ演算工程（Ｓ１１６）が終了すると、検査装置制御部９２０は、パラメータの演算結果を目標位置（検査対象位置）情報とともに記憶部９８０に保存する。

【0083】

検査装置退避工程（Ｓ５０８）において、検査装置制御部９２０は、電動スライダ４０を制御してステージ１４を上昇させることにより、ステージ１４の脚２３，２４をそれぞれ、板材５０，５２の表面から引き離す。その後、検査装置制御部９２０は、電動スライダ４０を制御してステージ１４をさらに上昇させることにより、振動体１０及び振動センサ１２をそれぞれ、板材５０，５２の表面から引き離す。次に、横方向移動機構制御部９４０は、横方向移動機構８００の駆動機構を制御し、横方向移動機構８００のスライダ部材８０４を筐体７２０の幅方向に沿って移動させる。これにより、検査部１５０を、筐体７２０内の、走行装置７００の走行の妨げにならない位置に退避させる。

【0084】

次に、制御装置９００は、走行装置７００のバッテリー７６０の残量を検出し、充電が必要か否かを判断する（Ｓ５１０）。充電が必要と判断した場合（Ｓ５１０：Ｙｅｓ）、走行装置制御部９６０は、走行装置７００を制御して、Ｓ５００で設定された起点まで走行装置７００を走行させ、起点に設置された充電器にてバッテリー７６０の充電を行う（Ｓ５１６）。一方、充電が不要と判断した場合（Ｓ５１０：Ｎｏ）、制御装置９００は、内蔵されている図示しないタイマを参照し、走行装置７００の走行時間が所定時間を経過したか否かを判断する（Ｓ５１２）。所定時間を経過したと判断した場合（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、走行装置制御部９６０は、走行装置７００を制御して、Ｓ５００で設定された起点まで走行装置７００を走行させ、起点にてバッテリー７６０を交換する（Ｓ５１６）。一方、所定時間を経過していないと判断した場合（Ｓ５１２：Ｎｏ）、制御装置９００は、記憶部９８０を参照し、全ての目標位置についてパラメータの演算結果が保存されているかを確認することにより、全ての目標位置に関する検査が終了したか否か判断する（Ｓ５１４）。全ての目標位置に関する検査が終了したと判断した場合（Ｓ５１４：Ｙｅｓ）、制御装置９００は、例えば、検査装置制御部９２０のＩ／Ｆ回路１１９を介して、図示しない表示装置（例えばモニタ）に、目標位置毎の検査結果をマップ表示する。

【0085】

Ｓ５１６においてバッテリー７６０の充電又は交換が完了した場合、或いは、全ての目標位置に関する検査が終了していないと制御装置９００が判断した場合（Ｓ５１４：Ｎｏ）、フローは目標位置移動工程（Ｓ５０２）に復帰する。目標位置移動工程（Ｓ５０２）おいて、走行装置制御部９６０は、新たな目標位置情報を取得し、新たな目標位置に対してそれ以降の工程が順次実行される。

【0086】

以上説明した実施形態２によれば、例えば石油タンクの底板上で、実施形態１の溶接部検査装置を搭載した走行装置７００を自動で走行させつつ、膨大な数の検査個所を効率良く検査することができる。

【0087】

以上、本発明の実施形態２について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。石油タンクの底板の上には、底板を形成する板材からの錆や、タンクの屋根から落ちてきた錆などが存在し、検査結果に影響を与える場合も考えられる。そこで、走行装置７００に、底板の上に存在する錆や塵等を除去するためのエアブローをさらに設けてもよい。

【0088】

実施形態２では、検査装置退避工程（Ｓ５０８）において、検査部１５０を板材５０，５２から引き離した後、横方向移動機構８００を駆動することにより、検査部１５０を走行装置７００の走行の妨げにならない位置まで移動させた。但し、これに限られず、検査部１５０を板材５０，５２から引き離した後、走行装置７００の走行の妨げにならなければ、検査部１５０を幅方向に移動させなくてもよい。

【0089】

実施形態２では、制御装置９００が所定時間経過したと判断した場合（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、走行装置制御部９６０は、走行装置７００を制御して、Ｓ５００で設定された起点まで走行装置７００を走行させ、起点にてバッテリー７６０を交換した（Ｓ５１６）。但し、これに限られず、制御装置９００が所定時間経過したと判断した場合（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、バッテリー７６０の交換が必要な旨を、例えばＩ／Ｆ回路１１９を介して図示しない表示装置に表示することにより作業員に報知し、起点まで戻ることなく、その場でバッテリー７６０の交換を行ってもよい。

【0090】

実施形態２では、目標位置移動工程（Ｓ５０２）において、記憶部９８０から取得した目標位置情報と、位置検出センサ８２０が検出した走行装置７００の位置情報とに基づいて、走行装置７００を目標位置まで走行させた。但し、これに限られず、板材同士を隅肉溶接することによって形成された溶接部の連続である溶接線を、例えば、段差検出センサ８４０によって検出し、段差検出センサ８４０が検出した溶接線に沿って走行装置７００を走行させてもよい。

【0091】

実施形態２の溶接部自動検査装置６００は、実施形態１の溶接部検査装置１００を搭載していたが、これに限るものではなく、前述した実施形態１の変形例の溶接部検査装置が搭載されていてもよい。

【符号の説明】

【0092】

１０ 振動体 １２，４１２ 振動センサ １３ センサホルダ １４ ステージ １６，１８，４２ 軸部材 ２０，２２，４４ 可動部材 ２３，２４ 脚 ２６ スライダ ３１，３３ ガイド ３４，３６ 抜け止め部材 ４０ 電動スライダ ５０，５２ 板材 ５４ 溶接部 ７０ 測定部 ７２ 演算部 ９０ ステージ装置 １００ 溶接部検査装置 １１０ 制御計算機 １１１ メモリ １１２ 計算器ユニット １１９ インターフェース １２０ 制御回路 １４０ 記憶装置 １５０ 検査部 １６０ 制御部 ３１２，３２３，３２４ 磁石部材 ６００ 溶接部自動検査装置 ７００ 走行装置 ８００ 横方向移動機構 ８０２ シャフト ８０４ スライダ部材 ８２０ 位置検出センサ ８４０ 段差検出センサ ８６０ 障害物検出センサ ８７０ 水平センサ ８８０ 前照灯 ９００ 制御装置 ９２０ 検査装置制御部 ９４０ 横方向移動機構制御部 ９６０ 走行装置制御部

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】